Thiết kế phương án Hãy quan sát sơ đồ mạch điện trong Hình 9.7 được dùng để khảo sát cường độ dòng quang điện

Giải Chuyên đề Vật Lí 12 Bài 9: Hiệu ứng quang điện và năng lượng của photon - Kết nối tri thức

Hoạt động trang 53 Chuyên đề Vật lí 12: Thiết kế phương án:

Hãy quan sát sơ đồ mạch điện trong Hình 9.7 được dùng để khảo sát cường độ dòng quang điện qua tế bào quang điện T và trả lời câu hỏi sau:

a) Tế bào quang điện chân không T có cathode được nối tới điểm F. Anode của T nối với khoá M (khoá M đóng) tới con trỏ được điều chỉnh tới các vị trí N thích hợp. Khi điều chỉnh con trỏ sẽ làm thay đổi hiệu điện thế U_AK như thế nào?

b) Cường độ của dòng quang điện đi qua ampe kế sẽ phụ thuộc vào những đại lượng nào?

c) Hãy thiết kế phương án khảo sát dòng quang điện từ các dụng cụ thí nghiệm.

Tiến hành:

1. Lắp đặt thí nghiệm theo sơ đồ mạch điện in trên hộp chân đế với công tắc được ngắt (Hình 9.8). Tế bào quang điện cần tránh ánh sáng bên ngoài chiếu vào. Sơ đồ mạch điện này được mắc như sơ đồ trong Hình 9.7.

2. Đồng hồ đo đấu nối với hai chốt cắm “µA” trên hộp chân đế sẽ là ampe kế đo cường độ dòng quang điện và cần được điều chỉnh về thang đo μA.

3. Đồng hồ đo đấu nối với hai chốt cắm “V” trên hộp chân đế sẽ là vôn kế đo U_AK và cần được điều chỉnh về thang đo V.

A. Tiến hành thí nghiệm với các ánh sáng đơn sắc khác nhau

4. Lắp bóng đèn LED màu đỏ vào đui đèn.

5. Bật các công tắc, bật vôn kế và ampe kế.

6. Điều chỉnh biến trở để vôn kế có chỉ số nằm trong khoảng từ 3 V đến 9 V.

7. Đọc chỉ số của ampe kế và ghi kết quả vào vở theo mẫu tương tự Bảng 9.2.

8. Lặp lại các bước 6, 7 với chỉ số của vôn kế tăng dần.

9. Tắt các công tắc, tắt vôn kế và ampe kế, tháo bóng đèn LED ra.

10. Thay bóng đèn LED đỏ bằng bóng đèn LED lục rồi lam và lặp lại các bước 5, 6, 7, 8, 9.

Bảng 9.2. Kết quả tham khảo trong khảo sát dòng quang điện theo ánh sáng đơn sắc

B. Tiến hành thí nghiệm khảo sát cường độ dòng quang điện phụ thuộc hiệu điện thế U_AK

11. Lắp bóng LED màu lục (hoặc màu lam) vào đui đèn. Điều chỉnh cường độ sáng của đèn ở mức vừa phải.

12. Bật công tắc, bật vôn kế và ampe kế.

13. Điều chỉnh biến trở đến khi chỉ số của ampe kế vừa tới giá trị bằng 0.

14. Đọc chỉ số của vôn kế và chỉ số của ampe kế rồi ghi số liệu đó vào vở theo mẫu tương tự Bảng 9.3.

15. Tiếp tục điều chỉnh biến trở thêm 6 lần để tăng dần các chỉ số của vôn kế đến khi hai lần cuối cùng chỉ số của ampe kế thay đổi không đáng kể. Mỗi lần đo như vậy cần lặp lại bước 14.

16. Tắt các công tắc, tắt vôn kế và ampe kế.

Từ số liệu thực nghiệm thu được, thực hiện các yêu cầu sau:

1. Nhận xét về giới hạn quang điện của chất nhạy quang Sb - Ce.

2. Vẽ đồ thị đường đặc trưng vôn - ampe (tham khảo Bảng 9.3).

3. Xác định U của tế bào quang điện ứng với bước sóng A được khảo sát.

4. Xác định cường độ dòng quang điện bão hoà.

Lời giải:

1. Tại I = 0 (khi chưa có dòng điện) có: U_h = - U_AK = 0,8 (V) và eU_h = A

$\Rightarrow e{U}_h=\frac{hc}{{\lambda }_0}\Rightarrow {\lambda }_0=\frac{hc}{e{U}_h}=\frac{6,{625.10}^{-34}{\mathrm{.3.10}}^8}{1,{6.10}^{-19}.0,8}=1,{55.10}^{-6}m$

2.

3. Tại I = 0, U_h = - U_AK = 0,8 (V)

4. Cường độ dòng quang điện bão hòa: I_bh = 17,27 (μA).

Lời giải Chuyên đề Vật Lí 12 Bài 9: Hiệu ứng quang điện và năng lượng của photon hay, chi tiết khác:

• Khởi động trang 48 Chuyên đề Vật Lí 12: Việc áp dụng thuyết lượng tử để giải thích các định luật quang điện đã mang lại giải Nobel ....

• Câu hỏi trang 48 Chuyên đề Vật Lí 12: Góc lệch của kim tĩnh điện kế giảm cho biết điện tích âm của tấm kẽm trong Hình 9.1 ....

• Câu hỏi 1 trang 50 Chuyên đề Vật Lí 12: Chỉ ra điểm khác biệt giữa thuyết lượng tử ánh sáng của Einstein và mô hình sóng ánh sáng ....

• Câu hỏi 2 trang 50 Chuyên đề Vật Lí 12: Hãy ước lượng năng lượng của các photon tương ứng với các bức xạ điện từ cơ bản trong thang ....

• Câu hỏi 1 trang 51 Chuyên đề Vật Lí 12: Hãy giải thích tại sao khi sử dụng các loại kính hấp thụ tia tử ngoại trước khi các bức xạ ....

• Câu hỏi 2 trang 51 Chuyên đề Vật Lí 12: Khi sử dụng bức xạ tử ngoại có bước sóng 320 nm chiếu vào tấm kẽm ở thí nghiệm trong Hình 9.1 ....

• Câu hỏi trang 51 Chuyên đề Vật Lí 12: Giới hạn quang điện của đồng (Cu) và của kẽm (Zn) lần lượt là ....

• Câu hỏi trang 52 Chuyên đề Vật Lí 12: Tế bào quang điện chân không có cathode được phủ chất nhạy quang Sb-Ce trong một bộ thí nghiệm ....

Xem thêm lời giải bài tập Chuyên đề học tập Vật Lí 12 Kết nối tri thức hay, chi tiết khác:

• Chuyên đề Vật Lí 12 Bài 7: Siêu âm

• Chuyên đề Vật Lí 12 Bài 8: Chụp cộng hưởng từ

• Chuyên đề Vật Lí 12 Bài 10: Lưỡng tính sóng hạt

• Chuyên đề Vật Lí 12 Bài 11: Quang phổ vạch của nguyên tử

• Chuyên đề Vật Lí 12 Bài 12: Vùng năng lượng của tinh thể chất rắn

Xem thêm các tài liệu học tốt lớp 12 hay khác:

• Giải Chuyên đề Vật Lí 12 Kết nối tri thức
• Giải Chuyên đề Vật Lí 12 Chân trời sáng tạo
• Giải Chuyên đề Vật Lí 12 Cánh diều
• Giải lớp 12 Kết nối tri thức (các môn học)
• Giải lớp 12 Chân trời sáng tạo (các môn học)
• Giải lớp 12 Cánh diều (các môn học)

---